package com.hmdp.utils;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

/**
 * @author 乌鸦
 * @date 2021/9/6 21:15
 * 雪花算法
 */
public class SnowFlow {
    /**
     * 机器ID  2进制5位  32位减掉1位 31个
     */
    private long workerId;
    /**
     * 机房ID 2进制5位  32位减掉1位 31个
     */
    private long datacenterId;
    /**
     * 代表一毫秒内生成的多个id的最新序号  12位 4096 -1 = 4095 个
     */
    private long sequence;
    /**
     * 设置一个时间初始值 2^41 - 1   差不多可以用69年
     */
    private long twepoch = 1585644268888L;
    /**
     * 5位的机器id
     */
    private long workerIdBits = 5L;
    /**
     * 5位的机房id
     */
    private long datacenterIdBits = 5L;
    /**
     * 每毫秒内产生的id数 2 的 12次方
     */
    private long sequenceBits = 12L;
    /**
     * 机器id最多只能是32以内
     */
    private long maxWorkerId = -1L ^ (-1L << workerIdBits);
    /**
     * 机房id最多只能是32以内
     */
    private long maxDatacenterId = -1L ^ (-1L << datacenterIdBits);

    private long workerIdShift = sequenceBits;
    private long datacenterIdShift = sequenceBits + workerIdBits;
    private long timestampLeftShift = sequenceBits + workerIdBits + datacenterIdBits;

    private long sequenceMask = -1L ^ (-1L << sequenceBits);
    /**
     * 记录产生时间毫秒数，判断是否是同1毫秒
     */
    private long lastTimestamp = -1L;

    private static SnowFlow snowFlow;

    private void SnowFlow() {
    }

    /**
     * 实现单例 保证id的唯一性
     */
    private static SnowFlow getSnowFlow() {
        if (null == snowFlow) {
            synchronized (SnowFlow.class) {
                if (null == snowFlow) {
                    snowFlow = new SnowFlow(10, 15, 1);
                }
            }
        }
        return snowFlow;
    }


    public SnowFlow(long workerId, long datacenterId, long sequence) {

        // 检查机房id和机器id是否超过31 不能小于0
        if (workerId > maxWorkerId || workerId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    String.format("机器id不能超过31,不能小于0,当前参数为 %s", maxWorkerId));
        }

        if (datacenterId > maxDatacenterId || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    String.format("机房id不能超过31,不能小于0,当前参数为 %s", maxDatacenterId));
        }
        this.workerId = workerId;
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.sequence = sequence;
    }

    public synchronized long nextId() {
        // 这儿就是获取当前时间戳，单位是毫秒
        long timestamp = timeGen();
        // 判断是否小于上次时间戳，如果小于的话，就抛出异常
        if (timestamp < lastTimestamp) {
            throw new RuntimeException(
                    String.format("当前时间戳小于上次时间戳 %d milliseconds",
                            lastTimestamp - timestamp));
        }

        // 下面是说假设在同一个毫秒内，又发送了一个请求生成一个id
        // 这个时候就得把seqence序号给递增1，最多就是4096
        if (timestamp == lastTimestamp) {

            // 这个意思是说一个毫秒内最多只能有4096个数字，无论你传递多少进来，
            //这个位运算保证始终就是在4096这个范围内，避免你自己传递个sequence超过了4096这个范围
            sequence = (sequence + 1) & sequenceMask;
            //当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生ID
            if (sequence == 0) {
                timestamp = tilNextMillis(lastTimestamp);
            }

        } else {
            sequence = 0;
        }
        // 这儿记录一下最近一次生成id的时间戳，单位是毫秒
        lastTimestamp = timestamp;
        // 这儿就是最核心的二进制位运算操作，生成一个64bit的id
        // 先将当前时间戳左移，放到41 bit那儿；将机房id左移放到5 bit那儿；将机器id左移放到5 bit那儿；将序号放最后12 bit
        // 最后拼接起来成一个64 bit的二进制数字，转换成10进制就是个long型
        return ((timestamp - twepoch) << timestampLeftShift) |
                (datacenterId << datacenterIdShift) |
                (workerId << workerIdShift) |
                sequence;
    }

    /**
     * 当某一毫秒的时间，产生的id数 超过4095，系统会进入等待，直到下一毫秒，系统继续产生ID
     *
     * @param lastTimestamp
     * @return
     */
    private long tilNextMillis(long lastTimestamp) {

        long timestamp = timeGen();

        while (timestamp <= lastTimestamp) {
            timestamp = timeGen();
        }
        return timestamp;
    }

    /**
     * 获取当前时间戳
     */
    private long timeGen() {
        return System.currentTimeMillis();
    }

    public static String getId() {
        return String.valueOf(getSnowFlow().nextId());
    }

    private static Set<String> set = new HashSet<>(10000);

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getId());
        // 并发id重复测试
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            Thread thread = new Thread(() -> {
                for (int j = 0; j < 1000; j++) {
                    String id = String.valueOf(getId());
                    if (set.contains(id)) {
                        System.out.println("重复id" + id);
                    }
                    set.add(id);
                    if (set.size() > 10000) {
                        System.out.println(set.size() + "未发现异常");
                        break;
                    }
                }
            });
            thread.start();
        }
    }

}

